五表面粗糙度课件.ppt

1、1/6/20231第五章 表面粗糙度与检测Chapter Five Surface Roughness and its Verification1/6/20232 5.1 概述概述 Introduction5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 Evaluation for surface roughness5.3 表面粗糙度的参数值及其选用表面粗糙度的参数值及其选用 Parameter value&selection for surface roughness5.4 表面粗糙度符号、代号及其注法表面粗糙度符号、代号及其注法 Symbol¬ation for surface rough

2、ness5.5 表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测 Verification for surface roughness Content1/6/20233学学 习习 指指 导导 本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和标注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。学习要标注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。学习要求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概念；了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。念；了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。理解规定取样长度及评定长度的目的及中线的作用；理解规定取

3、样长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度轮廓的幅度参数及其检测手段；了解掌握表面粗糙度轮廓的幅度参数及其检测手段；了解表面粗糙度轮廓的间距特性参数；掌握表面粗糙度轮表面粗糙度轮廓的间距特性参数；掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值的选用原则和方法。熟练掌握表面粗廓参数和参数值的选用原则和方法。熟练掌握表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上标注的方法。糙度轮廓技术要求在零件图上标注的方法。1/6/202345.1 5.1 概述概述 (Introduction)一、什么是表面粗糙度一、什么是表面粗糙度 表面轮廓：表面轮廓：平面与表面相交所平面与表面相交所得的轮廓线得的轮廓线 表面粗糙度：表面粗糙度：

4、机械加工造成零机械加工造成零件表面微观的高低不平件表面微观的高低不平.它是一它是一种微观的几何形状误差，也称种微观的几何形状误差，也称为微观不平度。为微观不平度。表面粗糙度与表面形状误差及表面粗糙度与表面形状误差及表面波度的区别：表面波度的区别：完工零件实际表面轮廓 表面粗糙度表面粗糙度surface roughness 表面波度表面波度surface waveness 形状误差形状误差form errors1/6/20235二、表面粗糙度对机械零件使用性能的影响二、表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 影响零件的耐磨性影响零件的耐磨性w 零件越粗糙，摩擦系数就越大，零件越粗糙，摩擦系数就越大，

5、零件磨损越快零件磨损越快 影响配合性质的可靠性和稳定性影响配合性质的可靠性和稳定性 w 间隙配合间隙配合:相对运动的表面因粗相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，间隙增大糙不平而迅速磨损，间隙增大w 过盈配合过盈配合:轮廓峰顶在装配时易轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效过盈减小被挤平，实际有效过盈减小 影响零件的抗疲劳强度影响零件的抗疲劳强度 影响零件的抗腐蚀性能影响零件的抗腐蚀性能 影响零件的接触刚度影响零件的接触刚度1/6/202365.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 Evaluation for surface roughness一、基本术语一、基本术语 (basic ter

6、ms)取样长度取样长度(lr)(sampling length)w概念：概念：测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基 准线长度准线长度w目的：目的：为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度的为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度的影响影响w方法：方法：取样长度至少包含取样长度至少包含5个微峰和个微峰和5个个微谷，表微谷，表面越粗糙，取样长度越长面越粗糙，取样长度越长1/6/20237 评定长度评定长度(ln)(evaluation length)评定表面轮廓所必需的一评定表面轮廓所必需的一段长度，它包括几个取样段长度，它包括几个取样长度长度 标准长度标准长度:取样长度和

7、评定长度取样长度和评定长度 1/6/20238中线中线(mean line)v 概念：概念：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线v 分类：分类：w 轮廓的最小二乘中线（轮廓的最小二乘中线（m m）：）：在取样长度范围内，使实在取样长度范围内，使实际被测轮廓线上的各点至该线的偏距际被测轮廓线上的各点至该线的偏距Zi的平方和为最小的平方和为最小的线的线w 轮廓的算术平均中线轮廓的算术平均中线：在取样长度范围内，划分实际轮在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的线廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的线11nniiiiFF1/6/20239二

8、、评定参数二、评定参数（evaluation parameter)k评定表面粗糙度有评定表面粗糙度有基本参数基本参数和和附加参数附加参数之分，包之分，包括幅度、间距及形状三方面的特征。括幅度、间距及形状三方面的特征。11niiRaZn基本参数基本参数（幅度参数）（幅度参数）v轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a在一个取样长度内，纵坐标在一个取样长度内，纵坐标Z(x)Z(x)绝对值的算术平均值绝对值的算术平均值v轮廓的最大高度轮廓的最大高度R Rz z在一个取样长度内，最大轮廓峰高在一个取样长度内，最大轮廓峰高Z Zp p和最大轮廓谷深和最大轮廓谷深Z Zv v之和的高度之和的高度01(

9、)rlrRaZ x dxlzpvRZZ1/6/2023101/6/20231111msiiRSmXm附加参数附加参数v间距参数间距参数 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSmRSm：在一个取样长在一个取样长度内轮廓单元宽度度内轮廓单元宽度XsXs的平均值的平均值v混合参数（形状参数）混合参数（形状参数）轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(c)Rmr(c)：在给定的水在给定的水平位置平位置C C上轮廓的实体材料长度上轮廓的实体材料长度MlMl（c c）与评定长度的比率与评定长度的比率1/6/202312Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中线轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度轮廓单元

10、的宽度与轮廓单元的平均宽度1/6/2023135.3 表面粗糙度的参数值及其选用表面粗糙度的参数值及其选用(Parameter value&selection for surface roughness)一、表面粗糙度的参数数值一、表面粗糙度的参数数值（parameter value of surface roughness)v 表面粗糙度的参数值已标准化，设计时按国家标准表面粗糙度的参数值已标准化，设计时按国家标准（GBT103195）规定的参数值系列选取）规定的参数值系列选取v 幅度、间距及混合参数值列于表幅度、间距及混合参数值列于表5.1 至至5.4v 测量测量Ra和和Rz时取样长度与评

11、定长度数值列于表时取样长度与评定长度数值列于表5.51/6/2023151/6/202316 二、表面粗糙度的选用二、表面粗糙度的选用(selection of surface roughness)确定零件表面粗糙度时，既要满足零件表面确定零件表面粗糙度时，既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济性评定参数的选用。的功能要求，又要考虑经济性评定参数的选用。评定参数的选择评定参数的选择(selection for evaluation parameters)参数值的选择参数值的选择(selection for parameter values)1/6/202317F评定参数的选择评定参数的选择

12、一般情况下可以从幅度参数一般情况下可以从幅度参数Ra和和Rz中任选一个中任选一个 但在常用值范围内（但在常用值范围内（RaRa为为0.0250.0256.3m),6.3m),优先选优先选用用Ra 粗糙度要求特别高或特别低（粗糙度要求特别高或特别低（Ra 0.025m 或或Ra 6.3m）时，选用）时，选用Rz Rz用于测量部位小、峰谷小或有疲劳要求的零件表用于测量部位小、峰谷小或有疲劳要求的零件表面的评定面的评定1/6/202318 只有当幅度参数不能满足表面功能要求时，才选取只有当幅度参数不能满足表面功能要求时，才选取附附加参数加参数作为附加项目作为附加项目 RSm(轮廓单元的平均宽度轮廓单

13、元的平均宽度)主要在对涂漆性能、冲压主要在对涂漆性能、冲压成形时抗裂纹、抗震、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻成形时抗裂纹、抗震、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要求时选用力等有要求时选用 Rmr(c)(轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率)主要在耐磨性、接触刚度主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合附加选用要求较高等场合附加选用1/6/202319F参数值的选用参数值的选用 选用原则选用原则v满足功能要求满足功能要求v考虑经济性及工艺的可能性考虑经济性及工艺的可能性v在满足功能要求的情况下，尽量选用较大的参数值在满足功能要求的情况下，尽量选用较大的参数值 确定方法确定方法v一般采用经验统计资料，用类比法

14、选择。根据类比一般采用经验统计资料，用类比法选择。根据类比法初步确定后，再对比工作条件作适当调整。法初步确定后，再对比工作条件作适当调整。1/6/202320用类比法选择参数值时应注意用类比法选择参数值时应注意1 1）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面2 2）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面3 3）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢制零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度制零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度4 4）配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表

15、面，受重配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度5 5）尺寸精度要求高时，参数值应相应的取得小尺寸精度要求高时，参数值应相应的取得小6 6）要求防腐蚀、密封性能好或外表美观的表面粗糙度要求比要求防腐蚀、密封性能好或外表美观的表面粗糙度要求比较高较高7 7）凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定，则按该标准确凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定，则按该标准确定表面粗糙度参数值定表面粗糙度参数值F 表表5.65.6、5.75.7、5.85.8分别列出了表面粗糙度的表面特征、经济加工方法和应分别列出了

16、表面粗糙度的表面特征、经济加工方法和应用举例、轴和孔的表面粗糙度参数推荐值及各种加工方法可能达到的表用举例、轴和孔的表面粗糙度参数推荐值及各种加工方法可能达到的表面粗糙度，供类比法选用时参考面粗糙度，供类比法选用时参考1/6/2023215.4表面粗糙度的符号及标注表面粗糙度的符号及标注(Symbol¬ation for surface roughness)k 按按GB/T13193，图样上采用的表面粗糙度符号有三种图样上采用的表面粗糙度符号有三种v任何任何加工方法获得加工方法获得v用用去除去除材料方法获得材料方法获得v用用不去除不去除材料方法获得材料方法获得k 数值的表示数值的表示v当

17、采用当采用 Ra 作为评定参数时，只要在上述符号的上作为评定参数时，只要在上述符号的上 方写上数值即可方写上数值即可v如果采用如果采用 Rz 或或RSm、Rmr(c)作为评定参数，则需在作为评定参数，则需在评定参数数值前注出所用的参数评定参数数值前注出所用的参数。1/6/202322一、表面粗糙度的符号一、表面粗糙度的符号1/6/2023231/6/2023241/6/2023251/6/2023261/6/2023271/6/2023281/6/2023291/6/2023301/6/2023311/6/202332小结小结（1）表面粗糙度的概念）表面粗糙度的概念 （2）国家标准在评定表面粗糙度的参数时，规定）国家标准在评定表面粗糙度的参数时，规定 了取样长度了取样长度lr、评定长度、评定长度ln和和中线中线。（3）表面粗糙度的评定参数）表面粗糙度的评定参数(高度、间距、混合）高度、间距、混合）（4）表面粗糙度轮廓的参数值极其选用）表面粗糙度轮廓的参数值极其选用（5）国家标准规定的表面粗糙度标注方法）国家标准规定的表面粗糙度标注方法（6）表面粗糙度的检测及数据处理（光切法）表面粗糙度的检测及数据处理（光切法）